AN UP-TO-DATE CONCEPT OF AND METHODS FOR RATE SETTING OF ANTHROPOGENIC LOADS ON WATER BODIES AND FOR PREVENTION OF IMPOUNDMENTS

И.А. Шишкин, А.И. Шишкин, Н.А. Жильникова

Abstract


The paper addresses the principles, methods and means of implementation of a concept of environmental rate setting of anthropogenic load on water bodies and related ecological systems and the algorithms of assessing the safety of urbanized industrial areas and economic objects. The main emphasis is put on the environmental management of territorial techno-natural complexes based on intersectoral approach with account for the vast diversity and complexity of their natural determinants and on mathematical GIS modeling-based forecasting of poorly predictable events. Taken into consideration are the most important parameters of water regime, including its spatiotemporal distribution, production rates, aqueous flora and fauna and other organic matter decay, and, as a result, of the general conditions of water and of aqueous ecosystem bioproductivity. Treating these parameters using mathematical models of convection-diffusion transfer and transformation of substances makes it possible to determine their direct and indirect as well as immediate and delayed impacts on the abiotic and biotic components of aqueous ecosystems.

Keywords


environmental and technological rate setting, geoinformation system, intersectorial rate setting, monitoring, expert judgment.

References


Алексеев ВВ. Информационные измерительные системы. Комплексная оценка состояния объектов окружностей природной среды на основе ГИС-технологий. Вестник образования и развития науки РАЕН. 2001;5(3):230-40.

Алексеев ВВ, Королев ПГ, Куракина НИ, Орлова НВ. Информационно-измерительные и управляющие системы мониторинга состояния распределенных технических и природных объектов. Приборы. 2009;(10):28-42.

Алексеев ВВ, Куракина НИ. Измерительные системы и ГИС-технологии. СПб.: Изд-во Эл-ор;2007.

Алексеев ВВ, Куракина НИ. Информационно-измерительные системы мониторинга. Вопросы комплексной оценки состояния окружающей природной среды на базе ГИС-технологий. ГИС-обозрение. 2000;(19):67-9.

Алексеев ВВ, Куракина НИ. Принципы построения нормированного пространства для формирования комплексных оценок о состоянии сложных объектов. СПб.: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет; 2000.

Алексеев ВВ, Орлова НВ. ИИС контроля состояния природных объектов. Обеспечение единства измерений при получении оценок на основе контрольных измерений. Приборы. 2010;(2):19-28.

Алексеев ВВ, Орлова НВ, Иващенко ОА. ИИС контроля состояния природных объектов на основе геоинформационных технологий. Формирование нормированных шкал для простых, сложных и комплексных оценок. СПб.: Изд-во ЛЭТИ; 2010.

Алексеев ВВ, Орлова НВ, Иващенко ОА. Методика формирования нормированных логарифмических шкал. Метрологический анализ. В кн.: Материалы XIII конференции по мягким вычислениям и измерениям. Санкт-Петербург; 2010.

Алексеев ВВ, Орлова НВ, Шишкин ИА, Гусева ЕС, Жигновская АС. ГИС мониторинга состояния инженерных сооружений защиты территории от подтопления. СПб.: Из-во ЛЭТИ; 2012.

Алексеев ВВ, Орлова НВ, Шишкин ИА. ГИС «Мелиорация развивающихся территорий». ГИС-проект «Оценка состояния инженерных сооружений системы защиты территорий от подтопления». СПб.: ООО «ПИФ.com»; 2012. с. 52-7.

Алексеев ВВ, Орлова НВ, Шишкин ИА. ГИС «Мелиорация развивающихся территорий». Методика формирования ГИС-проекта «Оценка риска и возможного нанесенного ущерба от подтопления территории». СПб.: ООО «ПИФ. com»; 2012. с. 57-62.

Алексеев ВВ, Орлова НА, Шишкин ИА. ГИС «Мелиорация». Получение оценок состояния объекта на основе контрольных измерений. В кн.: Материалы VI Международного конгресса «Цели развития тысячелетия и инновационные принципы устойчивого развития Арктических регионов». Санкт-Петербург; 2013. с. 69-74.

Алексеев ВВ, Шишкин ИА. ИИС мониторинга состояния системы инженерной защиты территории от подтопления на базе ГИС. Часть 2. Получение оценок, поддержка принятия управляющих решений. Приборы. 2012;(6):28-37.

Алексеев ВВ, Шишкин ИА. Геоинформационная система оценки состояния технических сооружений защиты территории от подтопления. Вестник Тихоокеанского государственного университета; 2012;4(27):69-78.

Алексеев ВВ, Орлова НВ, Шишкин ИА, Жигновская АС, Гусева ЕС. ГИС «Мелиорация развивающихся территорий». Реализация ГИС-проекта«Оценка риска и возможного нанесенного ущерба от подтопления территории ». СПб.: ООО «ПИФ.com»; 2012. с. 63-70.

Антонов ИВ, Шишкин ИА, Епифанов АВ. Использование удельных показателей для оценки техногенной нагрузки с использованием геоинформационных систем. В кн.: Материалы XVI межотраслевой международной конференции «Допустимое воздействие на окружающую среду и совершенствование системы экологической безопасности». СПб.; 2008. с. 105-8.

Арефьев НВ. Основы формирования природно-аграрных систем. Теория и практика. СПб.: Изд-во Политехнического университета; 2011.

Арефьева ЕВ, Мухин ВИ, Мирмович ЭГ. Подтопление как потенциальный источник ЧС. Технологии гражданской безопасности. 2007;4(14).

Бескид ПП, Куракина НИ, Орлова НВ. Геоинформационные системы и технологии. СПб.: РГГМУ; 2010.

Дзекцер ЕС, Пырченко ВА. Технология обеспечения устойчивого развития урбанизированных территорий в условиях воздействия природных опасностей. М.: ДАР/ВОДГЕО; 2004.

Дружинин НИ, Шишкин АИ. Математическое моделирование и прогнозирование загрязнения вод суши. Л.: Гидрометеоиздат; 1989.

Жильникова НА, Алексеев ВВ, Шишкин ИА. Информационно-измерительная система мониторинга защиты территории топливно-энергетического комплекса от подтопления на основе геоинформационной технологии. Информационно-управляющие системы. 2015;(6):93-5.

Жуков КГ. Модельное проектирование встраиваемых систем в LabVIEW. М.: ДМК Пресс; 2011.

Исаев ЛК. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. СПб.: Эколого-аналитический информационный центр «Союз»; 1998.

Кондратьев СА, Фрумин ГТ. Водные объекты Санкт-Петербурга. СПб.: Символ; 2002.

Куранов ПН. Обоснование критериев уровня риска при подтоплении градопромышленных территорий. Экология урбанизированных территорий. 2011;(3)70-4.

Серов АВ. Базы данных и геоинформационные системы. Атрибутивная информация. Пространственные данные. http://www.gisa.ru/52133.html

Серов АВ. Базы данных и геоинформационные системы. Сферы применения моделей данных в ГИС. Пространственные данные. http://www.gisa.ru/54694.html.

Слепян ЭИ, ред. Безопасность большого города. СПб.: Изд-во Сергея Ходова; 2007.

Трифонова ТА, Мищенко НВ, Краснотеков АН. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологических исследованиях. М.: Академический проект; 2005.

Федоров МП. Экологические основы управления природно-техническими системами. СПб.: Изд-во Политехнического университета; 2007.

Шитиков ВК, Розенберг ГС, Зинченко ТД. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН; 2003.

Шишкин АИ. Управление качеством окружающей среды с применением геоинформационных систем. СПб.: Изд-во Политехнического университета; 2011.

Шишкин АИ, Епифанов АВ, Антонов ИВ. Геоинформационная моделирующая система нормирования допустимых сбросов для целлюлозно-бумажных комплексов. В кн.: Сборник материалов XII Международного экологического форума «День Балтийского моря». СПб.: ООО «Цветпринт»; 2011. с. 31-2.

Шишкин АИ, Епифанов АВ, Антонов ИВ. Нормирование сброса сточных вод при производстве целлюлозы и продуктов ее переработки с применением ГИС-технологий. Целлюлоза Бумага Картон. 2012;(1):66-73.

Шишкин АИ, Епифанов АВ, Антонов ИВ. Интегрированное нормирование допустимых сбросов для водопользователей бассейна Балтийского моря. В кн.: Сборник материалов XI Международного экологического форума «День Балтийского моря». СПб.: ООО «МаксиПринт»; 2010. с. 206-7.

Шишкин ИА. Оценка состояния подтопляемых территорий на ГИС-основе. В кн.: Сборник материалов Биос-форума. СПб.; 2012. с. 301-5.

Шишкин ИА, Кондрашкова ГА, Луканин ПВ. Управление и контроль параметров водохозяйственного комплекса с применением ГИС-технологий. В кн.: Сборник докладов и сообщений научно-практической конференции «Молодые ученые университета – ЛПК России ». СПб.; 2006. с. 117-20.

Шишкин ИА. Представление системы инженерной защиты территории от подтопления в ГИС с целью автоматизацииоценки их состояния. СПб.: МНТК «Наукоемкие и инновационные технологии в решении проблем прогнозирования и предотвращения чрезвычайных ситуаций и их последствий»; 2011. с. 47-52.

Alekseyev VV. [Informational measuring systems. Integral assessment of environmental objects based on geo-information system technologies]. Vestnik Obrazovaniya i Razvitiya Nauki Rossiyskoy Akademii Yestestvennykh Nauk. 2001;5(3):230-40. (In Russ.)

Alekseyev VV, Korolev PG, Kurakina NI, Orlova NV. [Informational measuring and control system for monitoring the conditions of distributed technical and natural objects]. Pribory. 2009;(10):2842. (In Russ.)

Alekseyev VV, Kurakina NI. Izmeritel’nye Sistemy i GIS-Teknologii. [Measuring Systems and GIS-Technology]. Saint Petersburg: Izdatel’stvo El-Or; 2007. (In Russ.)

Alekseyev VV, Kurakina NI. [Informational measuring systems for monitoring. Issues of integral assessments of the environment using geoinformation technologies]. GIS-Obozreniye. 2000; (19):67-9. (In Russ.)

Alekseyev VV, Kurakina NI. [Principles of normalized space construction for integral assessments of complex object conditions]. Saint Petersburg: Izdatel’stvo LETI; 2000. (In Russ.)

Alekseyev VV, Orlova NV. [Informational measuring systems for natural objects control using geoinformation technologies. Ensuring the uniformity of estimates in assessments based on control measurements]. Pribory. 2010;(2):19-28. (In Russ.)

Alekseyev VV, Orlova NV, Ivashhenko OA. [Informational measuring systems for natural objects control using geoinformation technologies]. Saint Petersburg; Izdatel’stvo LETI; 2010. (In Russ.)

Alekseyev VV, Orlova NV, Ivaschenko OA. [Methodology of construction of normalized logarithmic scale]. In: Metrologicheskiy Analiz Materialy XIII Konferentsii po Miagkim Vychisleniyam i Izmereniyam. Saint Petersburg; 2010. (In Russ.)

Alekseyev VV, Orlova NV, Shishkin IA, Guseva ES, Zhignovskaja AS. [GIS for monitoring the conditions of engineering means of protection from flooding]. Saint Petersburg: Izdatel’stvo LETI; 2012. (In Russ.)

Alekseyev VV, Orlova NV, Shishkin IA. [GIS «Melioration of Developing Territories». GIS project «Evaluation of Engineering Constructions for Protecting from Flooding»]. Saint Petersburg: OOO «PIF.com»; 2012. P. 52-7. (In Russ.)

Alekseyev VV, Orlova NV, Shishkin IA. [GIS «Melioration of Developing Territories» Methodology of the GIS project «Risk Assessment and Possible Damage Caused by Flooding»]. Saint Petersburg: OOO «PIF.com»; 2012. P. 57-62. (In Russ.)

Alekseyev VV, Orlova NA, Shishkin IA. [GIS «Melioration». Assessments of objet conditions based on control measurements]. In: Materialy VI Mezhdunarodnogo Kongressa «Tseli Razvitiya Tysiacheletiya i Innovatsionnye Printsypy Ustoychivogo Razvitiya Arkticheskikh Regionov». Saint Petersburg; 2013. P. 69-74. (In Russ.)

Alekseyev VV, Shishkin IA. [GIS-based informational measuring system for monitoring the conditions of engineering means of protection from flooding. Part 2: Making assessments and supporting management decision-making]. Pribory. 2012;(6):28-37. (In Russ.)

Alekseyev VV, Shishkin IA. [Geographicinformational system for assessing the conditions of technical constructions for territory protection from flooding]. Vestnik Tikhookeanskogo Gosugarstvennogo Universiteta. 2012;4(27):69-78. (In Russ.)

Alekseyev VV, Orlova NV, Shishkin IA, Zhignovskaja AS, Guseva ES. [GIS «Melioration of Developing Territories». The implementation of hte GIS project «Risk Assessment and Possible Damage Caused by Flooding»]. Saint Petersburg: OOO «PIF.com»; 2012. P. 63-70. (In Russ.)

Antonov IV, Shishkin IA, Yepifanov AV. [Employing specific indicators in assessing anthropogenic loads using geoinformation systems]. In: Materialy XVI Mezhotraslevoy Mezhdunarodnoy Konferentsii «Dopustimoye Vozdeystviye na Okruzhayushhuyu Sredu i Sovershenstvovaniye Sistemy Ekologicheskoy Bezopasnosti». Saint Petersburg; 2008. P. 105-8. (In Russ.)

Arefyev NV. Osnovy Formirovaniya Prirodno-Tekhnicheskikh Sistem. Teoriya i Praktika. [Foundations of Natural-Agrarian Systems Development. Theory and Practice]. Saint Petersburg: Izdatel’stvo Politekhnicheskogo Universiteta; 2011. (In Russ.)

Arefyeva YeV, Mukhin VI, Mirmovich JeG. [Flooding as a potential source of emergency]. Tekhnologii Grazhdanskoy Bezopasnosti. 2007;4(14):69-73. (In Russ.)

Beskid PP, Kurakina NI, Orlova NV. Geoinformatsionnye Sistemy i Tekhnologii. [Geoinformation Systems and Technologies]. Saint Petersburg: Izdatel’stvo RGGMU; 2010. (In Russ.)

Dzektser ES, Pyrchenko VA. Teknologiya Obespecheniya Ustoychivogo Razvitiya Urbanizirovannykh Territoriy v Usloviyakh Vozdeystviya Prirodnykh Opasnostey. [Technology for sustainable development of urban areas in the face of natural hazards]. Moscow; DAR/VODGEO; 2004. (In Russ.)

Druzhinin NI, Shishkin AI. Matematicheskoye Modelirovaniye i Prognozirovaniye Zagriazneniya Vod Sushi. [Mathematic Simulation and Forecasting of Surface Water Pollution]. Leningrad: Gidrometeoizdat; 1989. (In Russ.)

Zhil’nikova NA, Alekseyev VV, Shishkin IA. [Geoinfromation Technology-Based Informational Measuring System for Monitoring the Protection of a Fuel-Power Complex from Flooding]. InformatsionnoUpravliayuschiyeSistemy. 2015;(6):937. (In Russ.)

Zhukov KG. [Modelling-Based Designing of AddIn Systems Using LabVIEW]. Moscow: DMK Press; 2011. (In Russ.)

Isayev LK. Kontrol’ Khimicheskikh i Biologischeskikh Parametrov Okrushayuschey Sredy. [Control of Chemical and Biological Parameters of the Environment]. Saint-Petersburg.: Ekologo-Analiticheskiy Informatsionnyi Tsentr «Soyuz»; 1998. (In Russ.)

Kondratyev SA, Frumin GT. Vodnye Obyekty Santk-Peterburga. [Water Bodies of Saint-Petersburg]. Saint Petersburg; 2002. (In Russ.)

Kuranov PN. [Substantiation of criteria of the risk of flooding of urbanized industrial territories]. Ekologiya Urbanizirovannykh Territoriy. 2011;(3):70-4. (In Russ.)

Serov AV. [Databases and GIS: Attributive information]. Prostranstvennye Dannye. 2008;(4). http://www.gisa.ru/52133.html. (In Russ.)

Serov AV. [Databases and GIS: Application areas of data models in GIS]. Prostranstvennye Dannye. 2009;(1).http://www.gisa.ru/54694.html. (In Russ.)

Slepyan EI., ed. Bezopasnost Bolshogo Goroda. [The Safety of a Big City]. SPB: Izdatel’stvo Sergeya Khodova; 2007. (In Russ.)

Trifonova TA, Mischenko NV, Krasnotekov AN. Geoinformatsionnye Sistemy i Distantsionnoye Zondirovaniye v Ekologischeskikh Issledovaniyakh. [Geographic Information Systems and Remote Sensing in Environmental Studies]. Moscow: Akademicheskiy Proyekt; 2005. (In Russ.)

Fedorov MP. [The Ecological Foundations Techno-Natural Systems Management]. Saint-Petersburg: Izdatel’stvo Politekhnicheskogo Universiteta; 2007. (In Russ.)

Shitikov VK, Rozenberg GS, Zinchenko TD. Kolichestvennaya Gidroekologiya: Metody Sistemnoy Identifikatsii. [Quantitative Hydroecology: System Identification Methods]. Tolyatti: IEVB RAN; 2003. (In Russ.)

Shishkin AI. Upravleniye Kachestvom Okruzhayuschey Sredy s Primeneniyem Geoinformatsionnykh Sistem. [Environment Quality Management with Geoinformation Systems]. Saint-Petersburg.: Izdatel’stvo Politekhnicheskogo Universiteta; 2011. (In Russ.)

Shishkin AI, Yepifanov AV, Antonov IV. [A geoinformation modelling system for rate setting of permissible discharges from pulp-and-paper industry complexes]. In: Sbornik Materialov XII Mezhdunarodnogo Ekologicheskogo Foruma «Den’ Baltiyskogo Moria». Saint-Petersburg: OOO Tsvetprint; 2011. P. 31-2. (In Russ.)

Shishkin AI, Yepifanov AV, Antonov IV. [Using geoinformation technologies for rate setting of wastewater discharge at pulp-and-paper plants]. Tselluloza Bumaga Karton. 2012;(1):66-73. (In Russ.)

Shishkin AI, Yepifanov AV, Antonov IV. [Integrated rate setting of permissible discharges to water for water users of the Baltic Sea basin]. In: Sbornik Materialov XI Mezhdunarodnogo Ekologicheskogo Foruma «Den’ Baltiyskogo moria». SaintPetersburg: OOO «Maksi-Print»; 2010: 206207. (In Russ.)

Shishkin IA. [GIS-based assessment of flooded territory conditions]. In: Sbornik Materialov Bios-Foruma. Saint Petersburg; 2012: 301-5. (In Russ.)

Shishkin IA, Kondrashkova GA, Lukanin PV. [Management and control of water complex parameters using GIS technology]. In: Sbornik Dokladov i Soobshheniy Nauchno-Prakticheskoy Konferentsii «Molodye Uchenye Universiteta – LPK Rossii». Saint Petersburg; 2006:117-20. (In Russ.)

Shishkin IA. [Using GIS to automatize assessing the conditions of engineering means for territory protection from flooding]. Saint-Petersburg: MNTK «Naukoyemkiye i Innovatsionnye Tehhnologii v Reshenii Problem Prognozirovaniya i Predotvrashheniya Chrezvychaynykh Situatсiy i Ikh Posledstviy»; 2011. P. 47-52. (In Russ.)

Hardisty J, Taylor DM, Metcalfe SE. Computerized Environmental Modeling: A Practical Introduction. New York: John Wiley & Sons, Inc.; 1993.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v10i2.442

Refbacks

  • There are currently no refbacks.